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HAL Id: hal-00895857

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HAL Id: hal-00895857

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00895857

Submitted on 1 Jan 1989

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Effet du niveau d’alimentation sur la composition chimique et la qualité fromagère du lait de vaches

Holstein et Normandes : Résultats préliminaires

Catherine Vertes, A. Hoden, Y. Gallard

To cite this version:

Catherine Vertes, A. Hoden, Y. Gallard. Effet du niveau d’alimentation sur la composition chimique

et la qualité fromagère du lait de vaches Holstein et Normandes : Résultats préliminaires. INRA

Productions Animales, Paris: INRA, 1989, 2 (2), pp.89-96. �hal-00895857�

(2)

Catherine VERTES, A. HODEN, Y. GALLARD

INRA Station de Recherches sur la Vache laitière

Saint-Gilles 35590

L’Hermitage

*INRA Station de

Génétique quantitative

et

appliquée

Le Pin-au-Haras 61310 Exmes

Effet du niveau d’alimentation

sur la composition chimique

et la qualité

fromagère du lait

de vaches Holstein

et Normandes

Résultats préliminaires.

Les différences de taux protéique des laits observées

entre Normandes et Holstein

se

répercutent-elles bien jusqu’au niveau

de leur aptitude fromagère ? Le niveau d’alimentation peut-il avoir

une

influence aussi importante que celle observée entre génotypes ?

Avec

l’augmentation

du

potentiel

de

produc-

tion des vaches

laitières,

sous l’effet essentielle- ment de la

sélection,

il devient de

plus

en

plus

difficile de couvrir les besoins nutritifs des ani-

maux. Le déficit

énergétique

est

probablement

la cause essentielle d’une baisse du taux

protéi-

que du lait

(Rémond 1985)

et de son

aptitude fromagère (Kerjean 1984).

Il est en effet bien

connu

qu’une

modification du niveau des

apports énergétiques

aux alentours du

degré

de

satisfaction des besoins des animaux, se traduit par des variations dans le même sens de la pro- duction laitière

(Faverdin

et al

1987)

et du taux

protéique

que Rémond

(1985)

a pu estimer à environ 0,5

g/kg

pour 1 UFL.

Le

génotype

constitue une autre source de

variation

importante

de la

composition

du lait.

Ainsi, les vaches Normandes

produisent

en

moyenne un lait à taux

protéique plus

élevé

(+

2,5

g/kg) (Hargrove

et al 1981, Bonaiti

1985)

et de meilleure

aptitude fromagère (Grandison

1986, Froc et al

1988)

que celui des vaches Holstein. Ceci

pourrait

être

partiellement

relié

au

polymorphisme génétique

des caséines et en

particulier

à la

fréquence

du variant B de la

caséine-kappa, plus

élevée chez les Normandes que chez les Holstein

(Ménard

et al 1986, Mar-

ziali et

Ng-Kwai-Hang

1986, Grosclaude

1988).

L’étude

comparée

de ces 2

facteurs, génotype

et

alimentation,

n’a pas souvent été réalisée dans des conditions

expérimentales

permettant d’estimer au mieux l’influence propre de cha-

cun d’entre eux ainsi que leurs éventuelles interactions. De

plus,

les effets ont rarement été mesurés à la fois sur les

propriétés physico-chi- miques

et les

aptitudes technologiques

des

laits. Une

première comparaison

a été effectuée

en 1987 sur le troupeau de vaches laitières du Domaine INRA du Pin au Haras

(Normandie)

dans le cadre d’un essai à

long

terme mis en

place depuis

1980 par la Station de

Génétique quantitative

et

appliquée (Colleau

et

afl.

Cet

essai a pour

objectif

de comparer, selon un

schéma

factoriel,

les

performances

zootechni-

ques réalisées par des vaches laitières de 3

génotypes :

Normand sélectionné

(No),

Hols-

tein témoin

(HF)

et Holstein sélectionné

(HF+ ),

soumises à deux

systèmes

de conduite dits haut

(H)

ou bas

(B).

Le

système

H regroupe en

parti-

culier des

techniques

alimentaires

optimales

permettant une extériorisation du

potentiel

de

production

des animaux

qui

sont

cependant

soumis à un

vêlage précoce (2 ans).

Dans le

traitement B, la

qualité

des

fourrages

utilisés est

inférieure et le niveau de

complémentation

des

Résumé

________________________

L’influence du

génotype

sur la

qualité fromagère

du lait est

étudiée,

en interaction

avec le

système

d’alimentation

hivernal,

dans un essai croisant 3

génotypes (Nor- mand,

Holstein témoin et Holstein fortement

sélectionné)

avec 2 niveaux d’alimen- tation

(haut

et

bas).

Le niveau haut

correspond

à la couverture des besoins nutri- tifs alors que le niveau bas se situe à des apports nutritifs inférieurs d’environ 2

UFL/j

durant la

période

hivernale. La meilleure

composition chimique

du lait des vaches

Normandes, comparativement

aux

Holstein, (+

10 % pour la teneur en

caséine,

+ 35 % pour le

rapport

caséine

kappa/caséines)

se

répercute

sur sa qua- lité

fromagère (+

28 % pour la fermeté du

gel

et + 10 % pour le

rendement).

Les

vaches alimentées au niveau haut

produisent

un lait de meilleure

qualité

que celles alimentées au niveau bas et les différences mesurées entre les 2 niveaux d’alimentation sont de même ordre de

grandeur

que celles observées entre les

génotypes

Normand et Holstein. Il

n’apparaît

pas de différence de

qualité

du lait

entre les 2

génotypes

Holstein. Les Normandes semblent au moins aussi sensibles à la sous-alimentation que les Holstein mais leur sous-alimentation s’est avérée

proportionnellement plus

sévère. Les mesures réalisées 3 semaines

après

la mise

à l’herbe

lorsque

toutes les vaches sont sur des

pâturages

d’excellente

qualité

indi-

quent qu’intra génotype,

la

qualité

des laits est

pratiquement indépendante

du

niveau d’alimentation hivernal. A cette

période,

les différences de

composition

chimique

et

d’aptitude fromagère

des laits

peuvent

être attribuées essentiellement à l’influence du

génotype.

(3)

vaches est

plus

faible. Ceci ne

permet

pas d’ex- térioriser au mieux la

production

des vaches

qui

ne vêlent néanmoins que vers

l’âge

de 34

mois.

1 / Conditions expérimentales

1.

1

/ Constitution des lots et

mesures Pour réaliser cette

première

étude

(1987),

5

lots

équilibrés

de 10 vaches ont été constitués

(tableau 1)

en tenant compte du numéro et du stade de lactation ainsi que du

polymorphisme

intra-race des caséines. Les

fréquences

des

variants B des caséines

kappa

et

alphasi

sont

proches

de celles

généralement

observées pour

ces

génotypes (Grosclaude 1988).

Il n’a pas été

possible

de réaliser l’étude sur le lot HF+ B en

raison de son trop faible effectif.

Une estimation

approchée

des bilans nutri- tifs

(UFL, PDI)

a pu être

réalisée,

selon les recommandations INRA

(1988),

à

partir

des

mesures individuelles de

quantités ingérées

par les vaches en

première

et deuxième

lactations,

effectuées durant le troisième mois de lactation

(fin

de la

période hivernale).

Pour les autres

vaches

multipares,

nous avons considéré que le niveau

d’ingestion

de la ration de base était le

même

qu’en

seconde

lactation,

les

quantités

d’aliments concentrés

ingérées

étant connues individuellement. Durant cette

période

de fin

d’hiver,

3 séries de

prélèvements

de lait ont été

effectués sur les 5 lots de vaches.

Durant les 6

premières

semaines de

pâturage qui

ont suivi, tous les animaux ont bénéficié d’un niveau d’alimentation élevé à

partir

d’une herbe de

qualité,

offerte à volonté. Deux séries

de

prélèvements

ont été réalisés sur les mêmes

vaches,

en 3ème et 5ème semaines

après

la

mise à l’herbe afin de comparer, dans ces

(4)

conditions de bonne

alimentation,

les caracté-

ristiques physico-chimiques

et

technologiques

des laits issus des différents

génotypes.

1.z

/ Prélèvements et analyses du lait

Les mesures ont été réalisées en

adoptant

la

même

méthodologie

que celle

proposée

anté-

rieurement

(Vertès

et Hoden

1989).

Les

prélève-

ments de lait ont été effectués à la traite du matin et les taux

butyreux

et

protéique

des

échantillons individuels ont été mesurés par le laboratoire du centre

interprofessionel

de

l’Orne. A

partir

de ceux-ci, un lait de

mélange

d’un volume d’environ 2

litres,

obtenu par pon- dération en fonction des

productions

indivi- duelles, a été immédiatement constitué pour

chaque lot,

écrémé

puis

stocké

pendant

24h à

4C. Les échantillons ont alors été réchauffés à 35C et standardisés à

pH

6,6

(HCI)

afin de réali-

ser les

analyses

suivantes :

- matière

sèche,

matières azotées

totales,

non

protéiques (filtrat

TCA 15

%)

et solubles

(filtrat pH 4,6),

calcium total et soluble

(ultrafiltra- tion),

-

analyse

de la fraction

caséinique

par chroma-

tographie

FPLC, réalisée à la Station INRA de Recherches laitières de

Jouy-en- Josas,

- vitesse de raffermissement du

coagulum (vis-

cosimètre Rhéomat

30),

fermeté du

gel (analy-

seur de consistance

Stevens),

rendements frais et azotés

corrigés

par

rapport

à un caillé de référence à 30 % de MS et 22 % d’extrait azoté

(Vandeweghe 1987).

L’interprétation statistique

des résultats a été réalisée par

analyse

de variance

permettant

d’estimer l’influence de chacun des effets

(race

et niveau

d’alimentation)

et leur interaction tout en tenant compte de la

non-indépendance

des données intra lot

(effet animal)

selon un

modèle décrit par Rowell et Walters

(1976).

Afin d’obtenir un schéma

équilibré, l’analyse

de variance a été réalisée

uniquement

sur les données des lots NoB, NoH, HFB et HFH. Par

ailleurs,

une

analyse

factorielle

multiple

a per- mis

d’appréhender

les relations entre les varia- bles de

composition chimique, d’aptitude

fro-

magère

et de

caractéristiques zootechniques.

2 / Résultats et discussion

2.

1 / Influence des systèmes

d’alimentation et du génotype

en

période hivernale

L’estimation du bilan nutritif

(apports -

besoins -

interactions)

a montré que les vaches soumises au niveau d’alimentation B ont été, en

moyenne, sous-alimentées d’environ 0,9 UFL et 200 g de PDI par

jour

aussi bien en No

qu’en

HF

Simultanément,

les vaches du niveau d’ali- mentation H ont été suralimentées d’environ 0, 5 UFL et 50 g de PDI

par jour.

Tous

systèmes

alimentaires confondus, la

production

laitière des vaches No a été infé- rieure de 9,6

kg/j

à celle des vaches HF mais les taux

protéique

et

butyreux

ont été

beaucoup

plus

élevés : + 2,5 et

+ 5 , 5 g/kg respectivement

(P

< 0,01 ; tableau

2).

En moyenne, pour les

génotypes

No et HF, le niveau d’alimentation H

a

permis

une

production

laitière

supérieure

de

3,4

kg

par

jour

ainsi que de meilleurs taux pro-

téique (+

3,4

g/kg)

et

butyreux (+

2,3

g/kg) (P

<

0,01)

par rapport au niveau B.

Intra-génotype,

les écarts de taux

protéique

observés entre les

deux niveaux d’alimentation ont été

significati-

vement

plus

élevés chez les No

(4,0 g/kg

soit

12,5 %)

que chez les HF

(2,8 g/kg

soit

9,7 %).

Ceci est

peut

être à attribuer aux différences

d’apports

nutritifs entre les niveaux H et B rela-

tivement

plus

élevées chez les No que chez les HF et/ou aux

caractéristiques

propres des ani-

maux.

Par

ailleurs,

les taux

protéiques

des laits

issus des vaches des traitements NoB et HFH n’ont pas été

significativement

différents

(écart

de 0,9

g/kg)

pour une différence de

production

laitière de 13

kg.

La

composition physico-chimique

et

l’apti-

tude

fromagère

des laits écrémés de

mélange

ont été

significativement

meilleures chez les No par rapport à celles des laits de HF

(tableau

2 ;

figure 1).

Ceci a été le cas pour les teneurs

en matière azotée totale

(+

8

%),

en caséines

(+

10

%)

ainsi que pour le

pourcentage

de caséine-

kappa

par

rapport

aux caséines totales

(+

35

%) (P < 0,05),

en accord avec les observations de

Hargrove

et al

(1981). Parallèlement,

les laits de

L’efl‘et du

niveau

d’alimentation

en

période hivernale

est

du même

ordre

de

grandeur

que l’efl’et du

génotype

sur la

composition

et les

caractéristiques

fromagères

du

lait.

(5)

No ont

présenté

une vitesse de raffermissement et une fermeté maximale du

gel plus

élevées

(respectivement

+ 43

%,

P < 0,05 et + 28

%,

P <

0,01)

ainsi

qu’un

rendement frais

corrigé plus important (+

10

%,

P <

0,05).

Les 2

génotypes

Holstein

(HF

et

HF+ )

alimentés au niveau H

ont donné des laits de

qualité technologique comparable.

Le rapport

caséines/protéines

du lait n’a pas

été modifié par le niveau d’alimentation

comme l’avaient montré Yousef et al

(1970),

Gordon et Forbes

(1971),

Rémond

(1985)

et Le

Dore et al

(1986).

Pour les

génotypes

No et HF, le

système

d’alimentation H a

permis,

par rap- port au niveau B, de

produire

des laits de meil-

leure teneur en caséines

(+

3,0

g/kg

soit + 14

% ;

P <

0,05)

et dont le rapport

caséine-kàppa/

caséines a été

supérieur (+

1,25

point

% soit

+ 14

% ;

P <

0,10). Parallèlement,

la vitesse de

raffermissement

(+

24

% ;

P <

0,10)

et la fermeté

maximale du

gel (+

45 % ; P <

0,01)

ont été

plus élevées,

en accord avec les résultats de Bartsch

et al

(1979).

Par

ailleurs,

le rendement frais cor-

rigé

a été accru de 14 %

(P

<

0,05).

L’aptitude fromagère

des laits issus des lots NoB et HFH a été

comparable,

seul le rende-

ment frais

corrigé

a été inférieur avec le lot

HFH

(-

4

% ;

P <

0,10).

Ceci est

probablement

à

relier à la meilleure

qualité

des caséines

(caséine-kappa

et variant

B)

pour les No.

2.

2 / Effet de la mise à l’herbe

L’effet de la mise à l’herbe a été

analysé

pour les

principaux

critères par différence des valeurs observées entre environ 1 mois

après (moyenne

des 2

prélèvements

au

pâturage)

et 1

mois avant

(moyenne

des 3

prélèvements

en

hiver)

la transition.

Quel

que soit le

génotype,

le passage à l’herbe n’a pas modifié les évolu- tions de la

production

laitière et du taux

protéi-

que des vaches

préalablement

alimentées au

niveau H

(figure 2).

En

revanche,

chez les ani-

maux soumis au niveau B, la mise à l’herbe a

provoqué

une hausse brutale

(P

<

0,01)

de ces

paramètres

et en

particulier

du taux

protéique (+

3,1

g/kg

pour les No et 2,3

g/kg

pour les

HF).

La

production

laitière et le taux

protéique

ont ainsi atteint des niveaux

comparables

à

ceux observés chez les vaches issues des sys- tèmes H comme l’avaient observé Rook et al

(1960),

Rémond

(1985)

et Coulon et al

(1986)

dans leurs résultats.

La mise à l’herbe a conduit à une sensible réduction de la teneur en calcium total du lait dans tous les cas

(-

5 % en moyenne, P <

0,10)

en accord avec les résultats de

Guéguen (1971)

et de Grandison et al

(1985a).

Parallèlement aux

augmentations

du taux

protéique,

la mise à l’herbe a amélioré

l’aptitude fromagère

des laits

issus des lots NoB et HFB

(tableaux

2 et

3)

en

(6)

accroissant

respectivement

de 46 % et 39 % la

vitesse de

raffermissement,

de 23 % et 15 % la fermeté maximale

(P < 0,05).

2.

3 / Différences entre vaches Normandes et Holstein

au

pâturage

Intra-génotype,

les laits

produits

au

pâturage

se sont très peu différenciés selon leur niveau alimentaire hivernal

d’origine (figure 1).

Seul

Le niveau d’alimentation hivernal n’a

quasiment

pas

d’effet

sur la

qualité

des laits

produits

au

pâturage :

les écarts

entre laits

proviennent

surtout t

d’un

effet génotype.

(7)

subsiste encore un écart

significatif

de 0,7

g/kg

du taux

protéique

entre les laits des lots NoB et

NoH ;

c’est

pourquoi

nous ne

représenterons

que les différences relatives aux

génotypes.

A

cette

période (moyenne

des 2

prélèvements),

la

production

laitière et le taux

protéique

des No

ont été

significativement

différents

(P

<

0,01)

de

ceux observés chez les HF

(-

6,7

kg/j

et + 2,9

g/kg respectivement).

La

production

laitière a

été la seule variable

significativement

différente

f’ti!rf’irsn!)<!vp<!HF(’tHF+(+2,4kg/j). ).

Le

rapport caséines/protéines

du lait écrémé

de

mélange

des No a été

identique

à celui des HF, mais la

qualité fromagère

de leur lait a été

supérieure (tableau

3 et

figure 1) d’après

les

mesures de vitesse de raffermissement

(+

36

%)

et de fermeté maximale du

gel (+

39

%,

P <

0,10).

Ceci est

probablement

à relier à

(8)

la teneur en caséines

supérieure

de 2

g/kg

pour les laits de No par rapport à ceux de HF ainsi

qu’au

rapport

caséine-kappa/caséines plus

élevé de 2,3

points

% avec les No.

2.

4 / Relation entre la composition chimique et l’aptitude

fromagère des laits

Cette étude a été réalisée à

partir

de l’ensem- ble des 25 échantillons de laits écrémés de

mélange

issus des 5 traitements x 5

périodes

de

cet essai. Les liaisons entre les différents para- mètres mesurés

(tableau 4)

montrent que le

taux

protéique explique

58 % des variations de la vitesse de raffermissement du

coagulum,

74 % de celles de la fermeté du

gel

et 85 % de

celles du rendement frais

corrigé.

En

prenant

en compte des critères

supplémentaires,

des

relations

plus précises

ont pu être établies par

régressions multiples

entre la

qualité fromagère

du lait et sa

composition.

Ainsi les variations de la vitesse de raffermissement du

coagulum

ont été

expliquées

à 70 % en associant au taux

protéique

le pourcentage de

caséine-kappa

et le

rapport caséines/protéines.

Celles de la fermeté maximale l’ont été à 83 % en

ajoutant

au taux

protéique

la teneur en calcium.

Intra-génotype,

ces liaisons sont

généralement plus faibles, exception

faite de la relation entre le taux pro-

téique

et le rendement frais

corrigé.

Ainsi le

taux

protéique explique

de 42 %

(No)

à 49 %

(HF)

des variations de la vitesse de raffermisse- ment du

coagulum

et de 68 %

(No)

à 62 %

(HF)

de celles de la fermeté du

gel.

Les corrélations

positives

entre la fermeté du

gel

et les teneurs

en caséines et en calcium sont en accord avec

les résultats de Grandison et al

(1985b)

et de

Storry

et al

(1983). ).

L’analyse

factorielle

multiple (AFMULT

sous ADDAD,

1985)

des liaisons entre les variables de

composition chimique (groupe A), d’apti-

tude

fromagère (groupe B)

et des caractéristi- ques

zootechniques (groupe

C, variables

quali-

tatives

supplémentaires) indique

que les 2 pre- miers axes

représentent

ensemble 66 % des

variations

(figure 3).

D’une manière

générale,

les

principaux

critères du groupe A

(matières

azotées

totales,

caséines, calcium

total)

sont

associés à ceux du groupe B

(vitesse

de raffer-

missement et fermeté du

gel,

rendement frais

corrigé)

et sont très

proches

de l’axe factoriel 1.

Par contre, l’axe 2 traduit une discrimination des laits en fonction des fractions azotées solu- bles essentiellement. Il est

possible

de

séparer

les laits en 3 ensembles selon l’axe 1 de l’AFM

(figure 3) :

- ensemble 1 : laits des vaches Normandes au

pâturage

ou soumises au niveau d’alimentation hivernal

haut,

associés aux meilleures caracté-

ristiques chimiques

et

technologiques.

- ensemble 2 : laits hivernaux des vaches Hols- tein soumises au niveau d’alimentation

bas, opposés

aux

précédents

sur tous les critères

retenus.

- ensemble 3 : autres

laits, (lots

NoB en

hiver,

HFB à

l’herbe,

HFH et

HF+ H) qui

ont des

caractéristiques

intermédiaires.

Conclusion

Cette étude

préliminaire

a

permis

de confir-

mer, dans nos conditions

expérimentales,

la

meilleure

aptitude fromagère

des laits

produits

par les vaches Normandes par rapport à celle des laits de Holstein. De

plus,

elle a montré que le niveau d’alimentation peut avoir une influence aussi

importante

que le

génotype

sur la

composition physico-chimique

et

l’aptitude fromagère

du lait.

Enfin,

elle a

indiqué

que les vaches Normandes semblaient aussi sensibles que les Holstein à la sous-alimentation. Cette

première

série de résultats a

cependant

été

obtenue à

partir

de faibles effectifs d’animaux de

génotypes

très différents

(écarts importants

entre les index de matière

utile)

insuffisam-

ment

représentatifs

du

troupeau

et soumis à des traitements alimentaires extrêmes

(niveaux d’apports nutritifs).

Ces conditions

peuvent

avoir

exagéré

les différences et

expliquer

par- tiellement les

plus

faibles écarts obtenus dans d’autres

comparaisons (Froc

et al

1988)

et sur la

totalité des animaux de ce même troupeau

(Col- leau,

communication

personnelle).

Par

ailleurs,

dans le schéma

expérimental utilisé,

les mêmes

animaux n’ont pas été soumis successivement

aux 2 niveaux d’alimentation. Des différences individuelles ont pu ainsi introduire des biais

intra-génotype.

A titre

d’exemple,

un écart de

TB

(3,4 g/kg)

a été observé entre les lots NoB et

NoH au

pâturage.

Par

ailleurs,

certaines

opérations

de standar- disation dans la

préparation

des échantillons de

lait,

et en

particulier l’écrémage

total au lieu

d’un taux de 29

g/kg pratiqué

en industrie lai- tière, a pu modifier les écarts

d’aptitude

froma-

gère

des laits entre les traitements.

La

qualité fromagère

du lait est liée surtout au taux

protéique, qui explique plus

de

60

%

de ses

variations,

mais aussi à la teneur en

calcium et à la

proportion de

caséine-kappa.

(9)

C’est

pourquoi

cette

première

étude a été sui- vie, en 1988, d’un second essai réalisé sur des laits individuels

comportant

simultanément la fabrication de

micro-fromages.

L’étude des relations entre les

paramètres chimiques

et

technologiques

du lait montre que

le taux

protéique explique,

tous

génotypes confondus, plus

de 60% des variations de

l’ap-

titude

fromagère

mais n’est

cependant

pas seul

en cause.

L’adjonction

d’autres critères tels que la teneur en calcium ou la

proportion

de

caséine-kappa permet d’expliquer jusqu’à

80%

des variations. De

plus,

dans notre essai, les

laits de Normandes

ayant

les

plus

forts taux

protéiques

sont aussi ceux dont la

qualité

des

caséines est la meilleure.

Remerciements

Nous tenons à remercier nos collègues de l’INRA, J.J. Col- leau et A. Muller (Station de Génétique quantitative et appliquée) pour leur participation à cette étude, J.P. Pélis-

sier et G. Miranda (Station de Recherches laitières) pour

l’analyse des caséines sur FPLC, Marie-Françoise Mahé et

E Grosclaude (Laboratoire de Génétique biochimique)

pour la réalisation du typage des caséines, P. Faverdin (Station de Recherches sur la Vache laitière) pour ses conseils avisés concernant l’interprétation statistique des

résultats et R. Vicaire (ITEB) pour l’attribution d’une bourse ACTA-MRT.

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Referências

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